一種軸狀件彎曲變形測試裝置的制造方法
【專利摘要】一種軸狀件彎曲變形測試裝置，水平支撐底座上垂直設(shè)置豎直裝夾座，豎直裝夾座上帶有夾持固定待測軸狀件的夾具；水平支撐底座上，沿待測軸狀件中心線方向平行間隔設(shè)置絲桿螺母副，加載平臺滑動導(dǎo)軌和千分表滑動導(dǎo)軌；支撐框架底部通過絲桿螺母副的螺母固定在滑塊上，絲桿轉(zhuǎn)動時支撐框架能夠隨滑塊在加載平臺滑動導(dǎo)軌上滑動；支撐框架內(nèi)設(shè)置由千斤頂驅(qū)動的壓頭，壓頭上配置壓力傳感器，壓頭正對其下方的待測軸狀件；千分表通過滑塊滑動安裝在千分表滑動導(dǎo)軌上；本實用新型固定平臺設(shè)計結(jié)構(gòu)簡單緊湊；操作簡單，易于實現(xiàn)；具有較高的工程實用性。
【專利說明】
一種軸狀件彎曲變形測試裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實用新型涉及軸狀件負(fù)載變形測試領(lǐng)域，尤其涉及一種針對軸狀件受載后發(fā)生 彎曲變形的測試裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 汽車零部件種類較多，且對應(yīng)的傳動類零部件比如齒輪、軸狀零件，其主要作用是 支持作回轉(zhuǎn)運動的傳動零件(如主減速器、差速器等），并傳遞運動和動力。汽車結(jié)構(gòu)中使用 的軸狀零件主要包括曲軸、凸輪軸、前軸、后軸、傳動軸等。按照受載情況不同，這些軸可分 為轉(zhuǎn)軸、傳動軸和心軸三類。軸類零件在工作時，作用在軸上的載荷，可能是靜載荷，也可能 是隨時間變化的動載荷;且在大多數(shù)情況下，軸受到的是隨時間而變化的動載荷。汽車上的 軸類零件承受的載荷除了簡單拉伸外，更容易受到彎曲、扭轉(zhuǎn)、機械振動等作用，載荷情況 極其復(fù)雜，變形情況也較為復(fù)雜。
[0003] 目前，國內(nèi)外研究的測試該類零部件變形的試驗裝置種類繁多，但大多造價比較 昂貴，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，較難滿足一般實驗研究的運用。 【實用新型內(nèi)容】
[0004] 本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于提供一種在保證測試結(jié)果精度的前提下，結(jié) 構(gòu)緊湊簡單，造價較低，測量方便的軸狀件彎曲變形測試裝置及測試方法。
[0005] 本實用新型是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：
[0006] -種軸狀件彎曲變形測試裝置，其特征在于：
[0007] 在水平支撐底座上垂直設(shè)置豎直裝夾座，豎直裝夾座上帶有夾持固定待測軸狀件 的夾具，待測軸狀件一端夾持固定在夾具上，另一端懸置于水平支撐底座正上方；
[0008] 在夾具下方的水平支撐底座上，沿待測軸狀件中心線方向平行間隔設(shè)置絲桿螺 母副，加載平臺滑動導(dǎo)軌和千分表滑動導(dǎo)軌；
[0009] 支撐框架底部通過絲桿螺母副的螺母固定在滑塊上，當(dāng)絲桿螺母副的絲桿轉(zhuǎn)動 時，支撐框架能夠隨著滑塊在加載平臺滑動導(dǎo)軌上滑動；
[0010] 支撐框架內(nèi)上下順次間隔設(shè)置多層水平支撐板，千斤頂通過彈性傳動元件安裝在 第一支撐板頂部，第二支撐板頂部通過伸縮套筒安裝在第一支撐板底部，壓頭固定在第二 支撐板底部，壓頭上配置壓力傳感器，壓頭正對其下方的待測軸狀件；
[0011] 千分表通過滑塊滑動安裝在千分表滑動導(dǎo)軌上，能夠沿千分表滑動導(dǎo)軌滑動。
[0012] 本裝置通過夾具固定待測軸狀件一端，通過壓頭加載彎曲力，彎曲力的加載量大 小和加載位置分通過壓力傳感器和預(yù)先標(biāo)定的刻度獲得，彎曲變形量通過千分表沿待測軸 狀件移動測得，從而進(jìn)行彎曲變形測試。
[0013] 進(jìn)一步的，所述夾具為法蘭盤，通過沿盤面周向間隔配置的螺栓安裝在豎直裝夾 座上。待測軸狀件通過法蘭盤固定，裝夾結(jié)構(gòu)簡單可靠，方便更換測量樣品，并且可以根據(jù) 不同的待測軸狀件直徑，方便選配不同的法蘭盤標(biāo)準(zhǔn)件。
[0014] 再進(jìn)一步，所述千斤頂固定在第三支撐板頂部，第三支撐板和第一支撐板之間配 置彈性傳動元件，彈性傳動元件為呈對角布置的兩個彈簧柱，彈簧柱中心處帶有導(dǎo)向芯棒。 彈性傳動元件可以柔性均勻的傳送千斤頂?shù)妮敵鱿聣毫?，兩個彈簧柱的對角布置可以保證 受力更為均勻可靠。
[0015] 再進(jìn)一步，所述加載平臺滑動導(dǎo)軌數(shù)量為兩個，絲桿螺母副位于兩加載平臺滑動 導(dǎo)軌之間，千分表滑動導(dǎo)軌位于兩加載平臺滑動導(dǎo)軌外側(cè)。雙加載平臺滑動導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)能夠 對支撐框架和可移支撐座起到更好的支撐作用，負(fù)載更為穩(wěn)定。同時上述配置方式也能保 證整個裝置的結(jié)構(gòu)更加緊湊。
[0016] 再進(jìn)一步，所述支撐框架包括位于第一支撐板上方的上立框和位于第一支撐板下 方的下立框;方形的上立框面向千分表滑動導(dǎo)軌一側(cè)為開口側(cè)；下立框為面向千分表滑動 導(dǎo)軌一側(cè)為開口側(cè)，并且開口側(cè)相鄰的兩側(cè)框壁上開設(shè)開口朝向千分表滑動導(dǎo)軌的避讓通 口，待測軸狀件位于避讓口內(nèi)，下立框背向千分表滑動導(dǎo)軌的一側(cè)外部設(shè)有三角支撐板。上 立框結(jié)構(gòu)便于操作千斤頂，下立框結(jié)構(gòu)在避開待測軸狀件的同時，也便于千分表在待測軸 狀件上方的軸向移動及測試。
[0017] 利用上述的軸狀件彎曲變形測試裝置的懸臂梁彎曲變形測試步驟如下：
[0018] 第一步，在夾具上夾緊固定待測軸狀件一端，使待測軸狀件呈懸臂梁狀，以待測軸 狀件的固定端為零刻度位置，沿待測軸狀件軸向，每隔一設(shè)定間距標(biāo)記一個刻度線；
[0019] 第二步，搖動絲桿螺母副的絲桿，帶動支撐框架滑動，使壓頭下端分別對準(zhǔn)待測軸 狀件上距離零刻度位置50%軸長，75%軸長和100%軸長的刻度線位置，作為加載位置；
[0020] 第三步，對壓力傳感器壓力狀態(tài)下的電壓輸出變化進(jìn)行標(biāo)定，并將壓力傳感器輸 入端的紅線綠線連接10V電源的正負(fù)端，輸出端黃線白線連接萬用表的正負(fù)端；
[0021] 第四步，在待測軸狀件的零刻度位置將千分表歸零，千分表測頭緊貼待測軸狀件 頂部，在不加載的情況下，使千分表沿千分表滑動導(dǎo)軌滑動，每隔上述第一步刻度線位置讀 一次數(shù)據(jù)，作為待測軸狀件的初始變形量；
[0022] 第五步，利用千斤頂分多次、逐次加大彎曲加載力加載，分別測量每次加載力的作 用下每個刻度線位置對應(yīng)的待測軸狀件彎曲變形量。
[0023] 本實用新型的有益效果在于：
[0024] 1、本實用新型的固定平臺設(shè)計結(jié)構(gòu)簡單緊湊，待測軸狀件通過法蘭盤裝夾、支撐， 方便更換測量樣品；
[0025] 2、本實用新型的彎曲加載裝置通過特定的可滑動支撐框架固定安裝在加載平臺 滑動導(dǎo)軌上，隨著測量位置的改變而改變加載位置;利用液壓千斤頂對樣品軸施加載荷，操 作簡單，易于實現(xiàn)；
[0026] 3、本實用新型利用壓力傳感器進(jìn)行測量標(biāo)定，保證了測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，廣泛適 用于諸如齒輪等較難測量的傳動零部件的相關(guān)彎曲受載變形的測量，具有較高的工程實用 性。
【附圖說明】
[0027] 圖1為本裝置一種優(yōu)選方案的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028] 圖2為圖1的正視圖。
[0029]圖3為圖1的俯視圖。
[0030]圖4為下立框的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031]圖1~4中：1為豎直裝夾座，2為夾具，3為水平支撐底座，4為絲桿螺母副，5為加載 平臺滑動導(dǎo)軌，6為千分表滑動導(dǎo)軌，8為千斤頂，9為彈性傳動元件，10為支撐框架，101為第 一支撐板，102為第二支撐板，103為第三支撐板，104為上立框，105為下立框，11為伸縮套 筒，12為壓頭，13為壓力傳感器，15為導(dǎo)向芯棒，16為待測軸狀件。
【具體實施方式】
[0032] 下面結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步說明。
[0033] 如圖1~3所示，在水平支撐底座3上垂直設(shè)置豎直裝夾座1，豎直裝夾座1上帶有夾 持固定待測軸狀件16的夾具2,夾具2為法蘭盤，通過沿盤面周向間隔配置的螺栓安裝在豎 直裝夾座1上；待測軸狀件16-端夾持固定在夾具2上，另一端懸置于水平支撐底座3正上 方。
[0034] 在夾具2下方的水平支撐底座3上，沿待測軸狀件16中心線方向平行間隔設(shè)置絲桿 螺母副4,加載平臺滑動導(dǎo)軌5和千分表滑動導(dǎo)軌6;加載平臺滑動導(dǎo)軌5數(shù)量為兩個，絲桿螺 母副4位于兩加載平臺滑動導(dǎo)軌5之間，千分表滑動導(dǎo)軌6位于兩加載平臺滑動導(dǎo)軌5外側(cè)。
[0035] 支撐框架10底部通過絲桿螺母副4的螺母固定在滑塊上，當(dāng)絲桿螺母副4的絲桿轉(zhuǎn) 動時，支撐框架10能夠隨著滑塊在加載平臺滑動導(dǎo)軌5上滑動。
[0036] 支撐框架10內(nèi)上下順次間隔設(shè)置多層水平支撐板，支撐框架10包括位于第一支撐 板101上方的上立框104和位于第一支撐板101下方的下立框105;方形的上立框104面向千 分表滑動導(dǎo)軌6-側(cè)為開口側(cè);下立框105為面向千分表滑動導(dǎo)軌6-側(cè)為開口側(cè)，并且開口 側(cè)相鄰的兩側(cè)框壁上開設(shè)開口朝向千分表滑動導(dǎo)軌6的避讓口，待測軸狀件16位于避讓口 內(nèi)，下立框105背向千分表滑動導(dǎo)軌6的一側(cè)外部設(shè)有三角支撐板106。
[0037] 在支撐框架10內(nèi)，千斤頂8固定在第三支撐板103頂部，第三支撐板103和第一支撐 板101之間配置彈性傳動元件9，彈性傳動元件9為呈對角布置的兩個彈簧柱，彈簧柱中心處 帶有導(dǎo)向芯棒15;第二支撐板102頂部通過伸縮套筒11安裝在第一支撐板101底部，壓頭12 固定在第二支撐板102底部，壓頭12上配置壓力傳感器13,壓頭12正對其下方的待測軸狀件 16。
[0038] 千分表通過滑塊滑動安裝在千分表滑動導(dǎo)軌6上，能夠沿千分表滑動導(dǎo)軌6滑動。 [0039] 現(xiàn)以直徑25mm，長度600mm的圓軸為例說明利用上述裝置進(jìn)行懸臂梁彎曲變形測 試的方法：
[0040] 第一步，在夾具2上夾緊固定待測軸狀件16-端，使待測軸狀件16呈懸臂梁狀，以 待測軸狀件16固定端端部為零刻度位置，沿待測軸狀件16軸向，每隔25_標(biāo)記一個刻度線；
[0041] 第二步，搖動絲桿螺母副4的絲桿，帶動支撐框架10滑動，使壓頭12下端分別對準(zhǔn) 待測軸狀件16上距離零刻度位置300mm，450mm和600mm的刻度線位置，作為加載位置；
[0042]第三步，對壓力傳感器13壓力狀態(tài)下的電壓輸出變化進(jìn)行標(biāo)定，并將壓力傳感器 13輸入端的紅線綠線連接ΙΟν電源的正負(fù)端，輸出端黃線白線連接萬用表的正負(fù)端；
[0043]第四步，在待測軸狀件16的零刻度位置將千分表歸零，千分表測頭緊貼待測軸狀 件16頂部，在不加載的情況下，使千分表沿千分表滑動導(dǎo)軌6滑動，每隔25mm讀一次數(shù)據(jù)，作 為待測軸狀件16的初始變形量；
[0044]第五步，利用千斤頂8分5次、逐次加大彎曲加載力加載，計算獲得每次加載力的作 用下每個刻度線位置對應(yīng)的待測軸狀件16彎曲變形量。
[0045]下面為測試實驗數(shù)據(jù)：


【主權(quán)項】
1. 一種軸狀件彎曲變形測試裝置，其特征在于： 在水平支撐底座(3)上垂直設(shè)置豎直裝夾座（1)，豎直裝夾座（1)上帶有夾持固定待測 軸狀件（16)的夾具(2)，待測軸狀件（16)-端夾持固定在夾具(2)上，另一端懸置于水平支 撐底座(3)正上方； 在夾具(2)下方的水平支撐底座(3)上，沿待測軸狀件（16)中心線方向平行間隔設(shè)置絲 桿螺母副(4)，加載平臺滑動導(dǎo)軌(5)和千分表滑動導(dǎo)軌(6); 支撐框架（10)底部通過絲桿螺母副(4)的螺母固定在滑塊上，當(dāng)絲桿螺母副(4)的絲桿 轉(zhuǎn)動時，支撐框架(1 〇)能夠隨著滑塊在加載平臺滑動導(dǎo)軌(5)上滑動； 支撐框架（10)內(nèi)上下順次間隔設(shè)置多層水平支撐板，千斤頂(8)通過彈性傳動元件(9) 安裝在第一支撐板(101)頂部，第二支撐板(102)頂部通過伸縮套筒（11)安裝在第一支撐板 (101)底部，壓頭（12)固定在第二支撐板（102)底部，壓頭（12)上配置壓力傳感器（13)，壓頭 (12)正對其下方的待測軸狀件（16); 千分表通過滑塊滑動安裝在千分表滑動導(dǎo)軌(6)上，能夠沿千分表滑動導(dǎo)軌(6)滑動。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸狀件彎曲變形測試裝置，其特征在于:所述夾具（2)為法蘭 盤，通過沿盤面周向間隔配置的螺栓安裝在豎直裝夾座（1)上。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸狀件彎曲變形測試裝置，其特征在于:所述千斤頂(8)固定 在第三支撐板（103)頂部，第三支撐板（103)和第一支撐板（101)之間配置彈性傳動元件 (9)，彈性傳動元件(9)為呈對角布置的兩個彈簧柱，彈簧柱中心處帶有導(dǎo)向芯棒(15)。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸狀件彎曲變形測試裝置，其特征在于:所述加載平臺滑動導(dǎo) 軌(5)數(shù)量為兩個，絲桿螺母副(4)位于兩加載平臺滑動導(dǎo)軌(5)之間，千分表滑動導(dǎo)軌(6) 位于兩加載平臺滑動導(dǎo)軌(5)外側(cè)。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸狀件彎曲變形測試裝置，其特征在于:所述支撐框架（10)包 括位于第一支撐板(101)上方的上立框(104)和位于第一支撐板(101)下方的下立框(105); 方形的上立框（104)面向千分表滑動導(dǎo)軌(6)-側(cè)為開口側(cè)； 下立框（105)為面向千分表滑動導(dǎo)軌(6)-側(cè)為開口側(cè)，并且開口側(cè)相鄰的兩側(cè)框壁上 開設(shè)開口朝向千分表滑動導(dǎo)軌(6)的避讓口，待測軸狀件（16)位于避讓口內(nèi)，下立框（105) 背向千分表滑動導(dǎo)軌(6)的一側(cè)外部設(shè)有三角支撐板(106)。
【文檔編號】G01N3/20GK205643036SQ201620395731
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月4日
【發(fā)明人】王慧敏, 吳訓(xùn)成, 劉路, 王磊, 劉緒, 劉東旭, 王鑫琛, 江云意
【申請人】上海工程技術(shù)大學(xué)